يحسب العلماء إطلاق الإشعاع من فوكوشيما

يقول الكيميائيون في الغلاف الجوي إن لديهم الآن أول قياس كمي لكمية الإشعاع المتسرب من المفاعلات النووية التالفة في فوكوشيما باليابان بعد زلزال مارس 2011 وتسونامي هناك. واستخدم الباحثون قياسات مباشرة للكبريت المشع في كاليفورنيا - التي أجريت في أواخر مارس وأوائل أبريل - لحساب مقدار الإشعاع الذي يجب أن يكون قد تسرب من مفاعلات فوكوشيما.

يراقب هؤلاء الباحثون باستمرار الكبريت الجوي في سان دييغو ، مستخدمين أداة في نهاية الرصيف بمعهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو. لقد تمكنوا من استخدام هذه القياسات لحساب أن تركيزات المواد المشعة على بعد كيلومتر واحد أو نحو ذلك فوق المحيط بالقرب من فوكوشيما يجب أن تكون أعلى بنحو 365 مرة من المستويات الطبيعية.

سكريبس بيير في سان دييغو. الصورة عبر الطقس سكريبس بير

مارك ثايمنز عميد قسم العلوم الفيزيائية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو وكبير مؤلفي الورقة حول هذا الموضوع هذا الأسبوع (15 أغسطس 2011) في النسخة الإلكترونية المبكرة من وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . أخبر EarthSky أنه لا يوجد خطر على الأشخاص في كاليفورنيا من الكبريت المشع الذي يقاسه فريقه في مارس وأبريل:

على الرغم من أن الارتفاع الذي قمنا بقياسه كان مرتفعًا جدًا مقارنةً بمستويات الخلفية من الكبريت المشع ، فإن الكمية المطلقة للإشعاع التي وصلت إلى كاليفورنيا كانت صغيرة. المستويات التي سجلناها ليست مصدر قلق لصحة الإنسان. في الواقع ، استغرق الأمر أدوات حساسة ، تقيس التحلل الإشعاعي لساعات بعد جمع طويل من الجسيمات ، لقياس كمية الإشعاع بدقة.

في 28 مارس 2011 ، بعد 15 يومًا من بدء المشغلين في ضخ مياه البحر في المفاعلات التالفة وحمامات السباحة المحتوية على الوقود المستهلك ، لاحظت مجموعة Thiemens ارتفاعًا غير مسبوق في كمية الكبريت المشع في الهواء في لا جولا ، كاليفورنيا. أدركوا أن الإشارة جاءت من محطة الطاقة المعطلة.

تتسرب النيوترونات وغيرها من منتجات التفاعل النووي من قضبان الوقود عندما تذوب القضبان. امتص ماء البحر الذي تم ضخه في المفاعل تلك النيوترونات التي تصطدم بأيونات الكلوريد في المياه المالحة. طرق كل تصادم بروتون خارج نواة ذرة كلوريد ، مما حوّل الذرة إلى شكل مشع من الكبريت.

عندما يضرب الماء المفاعلات الساخنة ، تبخرت جميعها تقريبًا إلى بخار. لمنع انفجارات الهيدروجين المتراكم ، قام المشغلون بتهوية البخار ، إلى جانب الكبريت المشع ، في الجو.

في الهواء ، يتفاعل الكبريت مع الأكسجين لتكوين غاز ثاني أكسيد الكبريت ثم جزيئات الكبريت. طار كلاهما عبر المحيط الهادئ على رياح غربية سائدة على معدات المراقبة في سان دييغو التي تحتفظ بها مجموعة ثيمنز.

باستخدام نموذج يستند إلى ملاحظات NOAA للظروف الجوية ، قرر الفريق أن المسار الذي سلكه الهواء في طريقه إلى الرصيف خلال الأيام العشرة الماضية ، ووجد أنه عاد إلى فوكوشيما.

ثم قاموا بحساب مقدار الإشعاع الذي يجب إطلاقه.

قالت أنترا برايادشي ، باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مختبر ثيمنز وأول مؤلف للصحيفة:

أنت تعرف مقدار مياه البحر التي استخدموها ، ومدى اختراق النيترونات في مياه البحر وحجم أيون الكلوريد. من ذلك يمكنك حساب عدد النيوترونات التي يجب أن تتفاعل مع الكلور لصنع الكبريت المشع.

بعد حساب الخسائر على طول الطريق عندما سقطت جزيئات الكبريتات في المحيط أو تراجعت أو تلاشت عن مجرى الهواء المتجه نحو كاليفورنيا ، حسب الباحثون أنه تم إصدار 400 مليار نيوترون لكل متر مربع من برك التبريد بين 13 مارس ، 2011 ، عندما بدأت عملية ضخ مياه البحر ، و 20 مارس.

يجب أن تكون التركيزات التي تزيد عن كيلومتر واحد أو أعلى من المحيط بالقرب من فوكوشيما أعلى بحوالي 365 مرة من المستويات الطبيعية لتفسير المستويات التي لاحظها الباحثون في كاليفورنيا.

يجب أن يكون قد تم إنتاج الكبريت المشع الذي لاحظه ثيمنز وفريقه بالوقود النووي الذائب جزئيًا في المفاعلات أو أحواض التخزين. على الرغم من أن الأشعة الكونية يمكن أن تنتج الكبريت المشع في الغلاف الجوي العلوي ، إلا أنه نادراً ما يمتزج في طبقة الهواء فوق المحيط ، حيث أجريت هذه القياسات.

خلال فترة أربعة أيام تنتهي في 28 مارس ، قاموا بقياس 1501 ذرة من الكبريت المشع في جزيئات الكبريتات لكل متر مكعب من الهواء ، وهي أعلى نسبة شاهدوها منذ أكثر من عامين من التسجيلات في الموقع.

وحتى عمليات الاقتحام من الستراتوسفير - وهي أحداث نادرة تجلب الكبريت المشع المنتج بشكل طبيعي باتجاه سطح الأرض - أنتجت طفرات تبلغ 950 ذرة فقط لكل متر مكعب من الهواء في هذا الموقع.

خلاصة القول: قام الكيميائيون في الغلاف الجوي بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو - بما في ذلك مارك ثيمنز وأنترا بريادارشي - بقياس الكبريت الإشعاعي مباشرة في كاليفورنيا في أواخر مارس وأوائل أبريل 2011. ثم استخدموا تلك القياسات لحساب كمية الإشعاع التي يجب أن تتسرب من المواد النووية التالفة. المفاعلات في فوكوشيما باليابان بعد الزلزال المدمر والتسونامي هناك في مارس 2011. يقولون إن عملهم يمثل أول قياس كمي لكمية الإشعاع المتسرب من المفاعلات النووية اليابانية التالفة. حسبوا أن تراكيز المواد المشعة على بعد كيلومتر واحد فوق المحيط بالقرب من فوكوشيما يجب أن تكون أعلى بنحو 365 مرة من المستويات الطبيعية بعد الانهيار. إن المستويات التي تم قياسها في كاليفورنيا لم تكن مرتفعة بما يكفي لإلحاق الأذى بالناس ، حسب هؤلاء الباحثين.

الانهيارات النووية الكاملة في اليابان بعد أسابيع من الزلزال